JP2013148244A - Cooling system - Google Patents

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Teisei Tokunaga
禎斉 徳永
Atsushi Deai
淳志 出合
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Aisin Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling system that can efficiently cool a heat exchange unit even when an electric pump is used.SOLUTION: A cooling system 100 includes: a circulation flow path 10 for circulating a refrigerant in a heat exchange unit 1; a branched flow path 20 branched from the circulation path 10, and joining the circulation flow path 10 after distribution of the refrigerant to a sub heat exchange unit 2 disposed in parallel with the heat exchange unit 1; a valve 50 disposed in the branch flow path 20 to set the flow rate of the refrigerant distributed in the branch flow path 20; an electric pump 60 for supplying the refrigerant to the circulation flow path 10 and the branch flow path 20; a pressure sensor 70 for detecting the pressure of at least one of the upstream side and the downstream side of the circulation flow path 10; and a control unit 80 for driving the electric pump 60 under DUTY control to maintain the detection value of the pressure sensor 70 at a preset value.

Description

本発明は、複数の熱交換ユニットを冷却する冷却システムに関する。   The present invention relates to a cooling system that cools a plurality of heat exchange units.

従来、複数の熱交換ユニットを効率良く冷却する方法として、冷却回路を切り替える方法が利用されてきた。この種の方法においては、冷媒を流通させるポンプとしてメカポンプが用いられてきたが、近年、電動ポンプも利用することがある。このような技術として下記に出典を示す特許文献１及び２に記載の技術がある。   Conventionally, a method of switching a cooling circuit has been used as a method of efficiently cooling a plurality of heat exchange units. In this type of method, a mechanical pump has been used as a pump for circulating a refrigerant, but in recent years, an electric pump may also be used. As such a technique, there are techniques described in Patent Documents 1 and 2 shown below.

特許文献１に記載のハイブリッド車両用冷却装置は、エンジンと駆動用モータとを有するハイブリッド車に備えられ、第１冷却回路、第２冷却回路、及び第３冷却回路を備えて構成される。第１冷却回路はエンジンのシリンダヘッドと駆動用モータとを選択的、あるいは同時に冷却する。第２冷却回路はエンジンのシリンダブロックを冷却する。第３冷却回路は強電系コントロールユニットを冷却する。   The hybrid vehicle cooling device described in Patent Literature 1 is provided in a hybrid vehicle having an engine and a drive motor, and includes a first cooling circuit, a second cooling circuit, and a third cooling circuit. The first cooling circuit selectively or simultaneously cools the engine cylinder head and the drive motor. The second cooling circuit cools the cylinder block of the engine. The third cooling circuit cools the high voltage control unit.

特許文献２に記載の車両用冷却装置は、第１の冷却回路、第２の冷却回路、第３の冷却回路、第４の冷却回路、及び第５の冷却回路を備えて構成される。第１の冷却回路は、内燃機関を通過した冷却水を、第１の熱交換手段に流通させて、内燃機関に循環させる。第２の冷却回路は、内燃機関を通過した冷却水を、第１の熱交換手段をバイパスさせて、内燃機関に循環させる。第３の冷却回路は、内燃機関を通過した冷却水を、第１の熱交換手段をバイパスさせるとともに、第２の熱交換手段、第３の熱交換手段の順番で通過させて、内燃機関に循環させる。第４の冷却回路は、内燃機関を通過した冷却水を、第１の熱交換手段、第２の熱交換手段の順番で通過させて、内燃機関に循環させる。第５の冷却回路は、内燃機関を通過した冷却水を、第１の熱交換手段、第２の熱交換手段、第３の熱交換手段の順番で通過させて、内燃機関に循環させる。このように構成された冷却回路には、一つの循環手段により冷却水が供給される。   The vehicle cooling device described in Patent Document 2 includes a first cooling circuit, a second cooling circuit, a third cooling circuit, a fourth cooling circuit, and a fifth cooling circuit. The first cooling circuit circulates the cooling water that has passed through the internal combustion engine through the first heat exchange means and circulates the internal combustion engine. The second cooling circuit circulates the cooling water that has passed through the internal combustion engine to the internal combustion engine, bypassing the first heat exchange means. The third cooling circuit bypasses the first heat exchanging means and passes the cooling water that has passed through the internal combustion engine in the order of the second heat exchanging means and the third heat exchanging means to the internal combustion engine. Circulate. The fourth cooling circuit passes the cooling water that has passed through the internal combustion engine in the order of the first heat exchange means and the second heat exchange means, and circulates the coolant in the internal combustion engine. The fifth cooling circuit circulates the cooling water that has passed through the internal combustion engine in the order of the first heat exchange means, the second heat exchange means, and the third heat exchange means to the internal combustion engine. Cooling water is supplied to the cooling circuit configured in this way by one circulation means.

特開２０００−７３７６３号公報JP 2000-73763 A 特開２００８−１９６４２４号公報JP 2008-196424 A

しかしながら、特許文献１及び２に記載の技術において、電動ポンプから見て圧力が高くなるように冷却回路を切り替えると、電動ポンプの許容流量は指数関数的に減少するので、ロスが大きくなってしまう。   However, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, when the cooling circuit is switched so that the pressure is increased when viewed from the electric pump, the allowable flow rate of the electric pump decreases exponentially, and thus the loss increases. .

本発明の目的は、上記問題に鑑み、電動ポンプを用いた場合であっても、効率良く熱交換ユニットを冷却することが可能な冷却システムを提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a cooling system capable of efficiently cooling a heat exchange unit even when an electric pump is used.

上記目的を達成するための本発明に係る冷却システムの特徴構成は、
熱交換ユニットに冷媒を循環させる循環流路と、
前記循環流路から分岐し、前記熱交換ユニットと並列に設けられるサブ熱交換ユニットに冷媒を流通させた後、前記循環流路に合流する分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ、当該分岐流路に流通する前記冷媒の流量を設定するバルブと、
前記循環流路及び前記分岐流路に前記冷媒を供給する電動ポンプと、
前記循環流路の上流側及び下流側の少なくとも一方の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出値を予め設定された所定値に維持するように前記電動ポンプをＤＵＴＹ制御で駆動する制御部と、
を備えている点にある。 The characteristic configuration of the cooling system according to the present invention for achieving the above object is as follows:
A circulation flow path for circulating the refrigerant in the heat exchange unit;
A branch flow path that branches from the circulation flow path and flows into the sub heat exchange unit provided in parallel with the heat exchange unit, and then merges with the circulation flow path;
A valve that is provided in the branch flow path and sets a flow rate of the refrigerant flowing through the branch flow path;
An electric pump for supplying the refrigerant to the circulation channel and the branch channel;
A pressure sensor for detecting the pressure of at least one of the upstream side and the downstream side of the circulation channel;
A control unit for driving the electric pump by DUTY control so as to maintain a detection value of the pressure sensor at a predetermined value set in advance;
It is in the point equipped with.

ここで、循環流路の上流側及び下流側の少なくとも一方の圧力は、電動ポンプを定速運転している場合には、分岐流路に設けられるバルブの開度に応じて変化する。そこで、本特徴構成によれば、循環流路の上流側及び下流側の少なくとも一方の圧力を予め設定された所定値に維持するように電動ポンプが駆動されるので、分岐流路に設けられるバルブの開度に拘らず、循環流路に流通する冷媒の流通量を一定に維持することができる。また、分岐流路に設けられるバルブが開状態にされた場合でも、当該バルブの開度に応じて分岐流路に冷媒を供給することもできる。したがって、電動ポンプの無駄な仕事を無くすことができるので、効率良く熱交換ユニット及びサブ熱交換ユニットを冷却することが可能となる。   Here, when the electric pump is operating at a constant speed, the pressure on at least one of the upstream side and the downstream side of the circulation channel changes according to the opening degree of the valve provided in the branch channel. Therefore, according to this characteristic configuration, the electric pump is driven so as to maintain the pressure on at least one of the upstream side and the downstream side of the circulation flow path at a predetermined value set in advance, so that the valve provided in the branch flow path Regardless of the degree of opening, the flow rate of the refrigerant flowing through the circulation channel can be kept constant. Moreover, even when the valve provided in the branch flow path is opened, the refrigerant can be supplied to the branch flow path according to the opening degree of the valve. Therefore, useless work of the electric pump can be eliminated, and the heat exchange unit and the sub heat exchange unit can be efficiently cooled.

また、前記制御部が、前記熱交換ユニットの温度も用いて前記ＤＵＴＹ制御を行うと好適である。   In addition, it is preferable that the control unit performs the DUTY control using the temperature of the heat exchange unit.

このような構成とすれば、熱交換ユニットの温度が上昇した場合には、例えば上述の圧力センサの検出値を維持する所定値を変更することにより、熱交換ユニット及びサブ熱交換ユニットを適切に冷却することが可能となる。   With such a configuration, when the temperature of the heat exchange unit rises, the heat exchange unit and the sub heat exchange unit are appropriately set by changing a predetermined value that maintains the detection value of the pressure sensor, for example. It becomes possible to cool.

また、前記分岐流路及び前記バルブが、複数組設けられていると好適である。   In addition, it is preferable that a plurality of sets of the branch flow paths and the valves are provided.

このように分岐流路が複数組設けられる場合であっても、循環流路の上流側及び下流側の少なくとも一方の圧力を予め設定された所定値に維持することにより、電動ポンプの無駄な仕事を無くすことができる。   Even when a plurality of sets of branch flow paths are provided in this way, wasteful work of the electric pump can be achieved by maintaining at least one pressure on the upstream side and downstream side of the circulation flow path at a predetermined value. Can be eliminated.

本発明に係る冷却システムの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the cooling system which concerns on this invention. 圧力と流量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a pressure and a flow volume.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明に係る冷却システム１００は、複数の流路の夫々に設けられる熱交換ユニットを効率良く冷却することが可能なように構成されている。以下、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The cooling system 100 according to the present invention is configured to efficiently cool the heat exchange unit provided in each of the plurality of flow paths. Hereinafter, it demonstrates using drawing.

図１は、冷却システム１００の構成を模式的に示したブロック図である。図１に示されるように、冷却システム１００は、循環流路１０、分岐流路２０、バルブ５０、電動ポンプ６０、圧力センサ７０、制御部８０を備えて構成される。特に、制御部８０はＣＰＵを中核部材として熱交換ユニットを効率良く冷却する種々の処理を行うためにハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the cooling system 100. As shown in FIG. 1, the cooling system 100 includes a circulation channel 10, a branch channel 20, a valve 50, an electric pump 60, a pressure sensor 70, and a control unit 80. In particular, the control unit 80 is constructed by hardware and / or software in order to perform various processes for efficiently cooling the heat exchange unit using the CPU as a core member.

ここで、本実施形態では、冷却システム１００はハイブリッド車両に備えられ、当該ハイブリッド車両の各機能部を冷却するのに用いられるとして説明する。循環流路１０は、熱交換ユニット１に冷媒を流通させる。ここで、後述するように本実施形態では、熱交換ユニット１とサブ熱交換ユニット２とを挙げて説明する。また、サブ熱交換ユニット２は、複数から構成される。したがって、理解を容易にするために、以下では熱交換ユニット１を第１熱交換ユニット１として説明する。   Here, in the present embodiment, the cooling system 100 will be described as being provided in a hybrid vehicle and used for cooling each functional unit of the hybrid vehicle. The circulation channel 10 causes the refrigerant to flow through the heat exchange unit 1. Here, as will be described later, in the present embodiment, the heat exchange unit 1 and the sub heat exchange unit 2 will be described. Moreover, the sub heat exchange unit 2 is comprised from two or more. Therefore, in order to facilitate understanding, the heat exchange unit 1 will be described below as the first heat exchange unit 1.

ここで、図１に示されるように、循環流路１０には電動ポンプ６０が設けられるが、流量を制御するバルブ５０が備えられていない。このため、循環流路１０には電動ポンプ６０の始動に伴い、冷媒が供給される。したがって、電動ポンプ６０の始動に伴い、第１熱交換ユニット１に冷媒を供給することが可能となる。このような第１熱交換ユニット１はハイブリッド車両のエンジン又はモータの始動後、必ず冷媒を供給する必要がある装置が相当する。具体的には、例えば電気系の装置であるバッテリやインバータとすることができる。   Here, as shown in FIG. 1, the circulation channel 10 is provided with the electric pump 60, but is not provided with the valve 50 for controlling the flow rate. For this reason, the refrigerant is supplied to the circulation channel 10 as the electric pump 60 is started. Accordingly, the refrigerant can be supplied to the first heat exchange unit 1 as the electric pump 60 is started. Such a first heat exchange unit 1 corresponds to a device that must supply the refrigerant after the engine or motor of the hybrid vehicle is started. Specifically, for example, a battery or an inverter which is an electric device can be used.

分岐流路２０は、循環流路１０から分岐し、熱交換ユニット１と並列に設けられるサブ熱交換ユニット２に冷媒を流通させた後、循環流路１０に合流する。すなわち、分岐流路２０は循環流路１０から分岐した後、循環流路１０に合流する。したがって、分岐流路２０は、循環流路１０の一部と並列に設けられることになる。このような並列になる位置に、サブ熱交換ユニット２が設けられる。なお、サブ熱交換ユニット２は、分岐流路２０に設けられるものであって、熱交換ユニット１を補助するものではない。   The branch flow path 20 branches from the circulation flow path 10, causes the refrigerant to flow through the sub heat exchange unit 2 provided in parallel with the heat exchange unit 1, and then merges with the circulation flow path 10. That is, the branch channel 20 branches from the circulation channel 10 and then joins the circulation channel 10. Therefore, the branch flow path 20 is provided in parallel with a part of the circulation flow path 10. The sub heat exchange unit 2 is provided at such a parallel position. The sub heat exchange unit 2 is provided in the branch flow path 20 and does not assist the heat exchange unit 1.

本実施形態では、図１に示されるように、分岐流路２０が、複数設けられる。特に、本実施形態では分岐流路２０は、２つ設けられるとして説明する。このため、理解を容易にするために一方の分岐流路２０を第１分岐流路２１とし、他方の分岐流路２０を第２分岐流路２２として説明する。特に区別する必要が無い場合には、単に分岐流路２０として説明する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of branch flow paths 20 are provided. In particular, in the present embodiment, description will be made assuming that two branch flow paths 20 are provided. For this reason, in order to facilitate understanding, one branch flow channel 20 will be described as a first branch flow channel 21 and the other branch flow channel 20 will be described as a second branch flow channel 22. If there is no need to distinguish between them, the description will be made simply as the branch flow path 20.

上述のように、分岐流路２０にはサブ熱交換ユニット２が設けられる。以下の説明では、第１分岐流路２１に設けられるサブ熱交換ユニット２を第２熱交換ユニット２Ａとし、第２分岐流路２２に設けられるサブ熱交換ユニット２を第３熱交換ユニット２Ｂとして説明する。このような第２熱交換ユニット２Ａ及び第３熱交換ユニット２Ｂは、夫々が並列になるように設けられると共に、第１熱交換ユニット１に対しても並列に設けられる。   As described above, the sub heat exchange unit 2 is provided in the branch flow path 20. In the following description, the sub heat exchange unit 2 provided in the first branch flow path 21 is referred to as a second heat exchange unit 2A, and the sub heat exchange unit 2 provided in the second branch flow path 22 is referred to as a third heat exchange unit 2B. explain. Such 2nd heat exchange unit 2A and 3rd heat exchange unit 2B are provided so that each may become in parallel, and it is also provided in parallel with respect to 1st heat exchange unit 1. FIG.

バルブ５０は、分岐流路２０に設けられ、当該分岐流路２０に流通する冷媒の量を設定する。本実施形態では、分岐流路２０は第１分岐流路２１及び第２分岐流路２２から構成される。バルブ５０は、第１分岐流路２１及び第２分岐流路２２の夫々に設けられる。したがって、本実施形態では、分岐流路２０及びバルブ５０が、複数組設けられることになる。本実施形態では、分岐流路２０及びバルブ５０は、２組設けられる。以下の説明では、第１分岐流路２１に設けられるバルブ５０を第１バルブ５１とし、第２分岐流路２２に設けられるバルブ５０を第２バルブ５２として説明する。   The valve 50 is provided in the branch channel 20 and sets the amount of refrigerant flowing through the branch channel 20. In the present embodiment, the branch channel 20 includes a first branch channel 21 and a second branch channel 22. The valve 50 is provided in each of the first branch channel 21 and the second branch channel 22. Therefore, in this embodiment, a plurality of sets of the branch flow paths 20 and the valves 50 are provided. In the present embodiment, two sets of the branch flow path 20 and the valve 50 are provided. In the following description, the valve 50 provided in the first branch flow path 21 will be described as the first valve 51, and the valve 50 provided in the second branch flow path 22 will be described as the second valve 52.

第１バルブ５１及び第２バルブ５２は、独立して開閉を行うことが可能である。また、本実施形態では、第１バルブ５１及び第２バルブ５２は、開度調整が可能なリニア弁であっても良いし、開弁又は閉弁の２つの状態でのみ切替え可能な開閉弁であっても良い。その開度に応じて、第２熱交換ユニット２Ａ及び第３熱交換ユニット２Ｂに流通する冷媒の量を決定することが可能である。したがって、第１バルブ５１及び第２バルブ５２を開弁状態にすることにより、電動ポンプ６０が第１分岐流路２１及び第２分岐流路２２の夫々に冷媒を供給することが可能となる。   The first valve 51 and the second valve 52 can be opened and closed independently. Further, in the present embodiment, the first valve 51 and the second valve 52 may be linear valves capable of adjusting the opening degree, or may be open / close valves that can be switched only in two states of opening or closing. There may be. Depending on the opening, it is possible to determine the amount of refrigerant flowing through the second heat exchange unit 2A and the third heat exchange unit 2B. Accordingly, by opening the first valve 51 and the second valve 52, the electric pump 60 can supply the refrigerant to the first branch flow path 21 and the second branch flow path 22, respectively.

第２熱交換ユニット２Ａ及び第３熱交換ユニット２Ｂは、冷媒を供給するタイミングが異なる装置とすることが可能である。また、必要に応じて冷媒の供給量が変更される装置とすることも可能である。具体的には、第２熱交換ユニット２Ａは、例えばエンジン系の装置であるインタクーラやＥＧＲ装置とすることができる。また、第３熱交換ユニット２Ｂは、その他の熱の回収を行う装置や、例えばハイブリッド車両の始動時のみ冷媒を供給することが必要な装置とすることができる。第１バルブ５１及び第２バルブ５２は、夫々、下流側に設けられる第２熱交換ユニット２Ａ及び第３熱交換ユニット２Ｂに応じて開度が調整される。   The second heat exchange unit 2A and the third heat exchange unit 2B can be devices having different timings for supplying the refrigerant. Moreover, it is also possible to set it as the apparatus from which the supply amount of a refrigerant | coolant is changed as needed. Specifically, the second heat exchange unit 2A can be, for example, an intercooler or an EGR device that is an engine system device. In addition, the third heat exchange unit 2B may be a device that collects other heat, or a device that needs to supply a refrigerant only when starting a hybrid vehicle, for example. The opening degree of the first valve 51 and the second valve 52 is adjusted according to the second heat exchange unit 2A and the third heat exchange unit 2B provided on the downstream side, respectively.

圧力センサ７０は、循環流路１０の上流側及び下流側の少なくとも一方の圧力を検出する。ここで、循環流路１０の上流側及び下流側とは、電動ポンプ６０を中心として上流側及び下流側としている。したがって、循環流路１０の上流側とは電動ポンプ６０の吐出側が相当し、循環流路１０の下流側とは電動ポンプ６０の吸入側が相当する。本実施形態では、圧力センサ７０は電動ポンプ６０の吐出側及び吸入側の双方に設けられるとして説明する。以下では、電動ポンプ６０の吐出側に設けられる圧力センサ７０を上流側圧力センサ７１とし、電動ポンプ６０の吸入側に設けられる圧力センサ７０を下流側圧力センサ７２として説明する。上流側圧力センサ７１及び下流側圧力センサ７２の検出結果は、後述する制御部８０に圧力情報として伝達される。   The pressure sensor 70 detects at least one pressure on the upstream side and the downstream side of the circulation channel 10. Here, the upstream side and the downstream side of the circulation channel 10 are the upstream side and the downstream side with the electric pump 60 as the center. Therefore, the upstream side of the circulation flow path 10 corresponds to the discharge side of the electric pump 60, and the downstream side of the circulation flow path 10 corresponds to the suction side of the electric pump 60. In the present embodiment, the pressure sensor 70 will be described as being provided on both the discharge side and the suction side of the electric pump 60. Hereinafter, the pressure sensor 70 provided on the discharge side of the electric pump 60 will be described as an upstream pressure sensor 71, and the pressure sensor 70 provided on the suction side of the electric pump 60 will be described as a downstream pressure sensor 72. The detection results of the upstream pressure sensor 71 and the downstream pressure sensor 72 are transmitted as pressure information to the control unit 80 described later.

制御部８０は、圧力センサ７０の検出値を予め設定された所定値に維持するように電動ポンプ６０をＤＵＴＹ制御で駆動する。本実施形態では、圧力センサ７０は、上流側圧力センサ７１及び下流側圧力センサ７２である。よって、圧力センサ７０の検出値とは、上流側圧力センサ７１及び下流側圧力センサ７２から伝達される圧力情報に含まれる検出結果が相当する。また、予め設定された所定値とは、第１熱交換ユニット１を冷却するのに必要な要求流量を供給した場合の圧力である。これは、循環流路１０、第１分岐流路２１、及び第２分岐流路２２の長さ、径、通水抵抗等により設計段階で定めることができる。ＤＵＴＹ制御は、公知であるので詳細な説明は省略するが、電動ポンプ６０に供給する電気エネルギーをＰＷＭ制御により駆動することである。したがって、制御部８０は、上流側圧力センサ７１及び下流側圧力センサ７２の検出値が、第１熱交換ユニット１からの要求流量に応じて定まる圧力になるように、電動ポンプ６０をＰＷＭ制御により駆動する。このような駆動は、制御部８０から電動ポンプ６０に伝達されるＤＵＴＹ制御信号により行われる。   The control unit 80 drives the electric pump 60 by DUTY control so as to maintain the detection value of the pressure sensor 70 at a predetermined value set in advance. In the present embodiment, the pressure sensor 70 is an upstream pressure sensor 71 and a downstream pressure sensor 72. Therefore, the detection value of the pressure sensor 70 corresponds to the detection result included in the pressure information transmitted from the upstream pressure sensor 71 and the downstream pressure sensor 72. Moreover, the predetermined value set in advance is a pressure when a required flow rate required for cooling the first heat exchange unit 1 is supplied. This can be determined at the design stage based on the length, diameter, flow resistance, and the like of the circulation channel 10, the first branch channel 21, and the second branch channel 22. The DUTY control is well known and will not be described in detail, but the electric energy supplied to the electric pump 60 is driven by PWM control. Therefore, the control unit 80 controls the electric pump 60 by PWM control so that the detection values of the upstream pressure sensor 71 and the downstream pressure sensor 72 become a pressure determined according to the required flow rate from the first heat exchange unit 1. To drive. Such driving is performed by a DUTY control signal transmitted from the control unit 80 to the electric pump 60.

詳細は、後述するが、電動ポンプ６０を定回転で駆動した場合、電動ポンプ６０の吐出側の圧力（上流側圧力センサ７１による検出結果）は、第１バルブ５１及び第２バルブ５２の開弁状態よりも閉弁状態の方が高くなる。例えば、第１熱交換ユニット１に供給する冷媒の量が、第１バルブ５１及び第２バルブ５２の開弁状態の時の圧力に基づく流量で充足している場合には、当該圧力と第１バルブ５１及び第２バルブ５２の閉弁状態となった場合の圧力との差が無駄になる。   Although details will be described later, when the electric pump 60 is driven at a constant rotation, the pressure on the discharge side of the electric pump 60 (the detection result by the upstream pressure sensor 71) is the opening of the first valve 51 and the second valve 52. The valve closed state is higher than the state. For example, when the amount of refrigerant supplied to the first heat exchange unit 1 is satisfied with a flow rate based on the pressure when the first valve 51 and the second valve 52 are opened, the pressure and the first The difference from the pressure when the valve 51 and the second valve 52 are closed is wasted.

すなわち、電動ポンプ６０が無駄にエネルギーを消費していることになる。このため、制御部８０は、このような無駄なエネルギー消費を低減すべく、電動ポンプ６０のＤＵＴＹ制御により、すなわちＯＮ−ＤＵＴＹを短くして駆動する。本発明に係る冷却システム１００においては、電動ポンプ６０が無駄なエネルギーを消費している場合には、電動ポンプ６０の吐出側の圧力が上昇する。したがって、制御部８０が、この圧力を示す上流側圧力センサ７１の検出結果に基づきＤＵＴＹ制御することで、無駄なエネルギー消費を低減することができる。   That is, the electric pump 60 consumes energy wastefully. For this reason, the controller 80 is driven by DUTY control of the electric pump 60, that is, by shortening the ON-DUTY, in order to reduce such wasteful energy consumption. In the cooling system 100 according to the present invention, when the electric pump 60 consumes useless energy, the pressure on the discharge side of the electric pump 60 increases. Therefore, wasteful energy consumption can be reduced by the control unit 80 performing DUTY control based on the detection result of the upstream pressure sensor 71 indicating this pressure.

すなわち、電動ポンプ６０の吐出側の圧力が上昇した場合には、制御部８０がＯＮ−ＤＵＴＹを短くすることで、電動ポンプ６０の回転数が下がり、電動ポンプ６０の吐出側の圧力を下げることができる。したがって、無駄なエネルギー消費を低減することができる。一方、電動ポンプ６０の吐出側の圧力が低下した場合には、制御部８０がＯＮ−ＤＵＴＹを長くすることで、電動ポンプ６０の回転数が上がり、電動ポンプ６０の吐出側の圧力を上げることができる。したがって、各流路の冷媒の量を適切に維持することができる。   That is, when the pressure on the discharge side of the electric pump 60 increases, the control unit 80 shortens the ON-DUTY, so that the rotation speed of the electric pump 60 decreases and the pressure on the discharge side of the electric pump 60 decreases. Can do. Therefore, useless energy consumption can be reduced. On the other hand, when the pressure on the discharge side of the electric pump 60 decreases, the control unit 80 increases ON-DUTY, thereby increasing the rotation speed of the electric pump 60 and increasing the pressure on the discharge side of the electric pump 60. Can do. Therefore, the amount of refrigerant in each channel can be maintained appropriately.

また、上述のように、電動ポンプ６０の吸入側にも下流側圧力センサ７２が設けられている。この場合、下流側圧力センサ７２の検出結果を用いて、上流側圧力センサ７１の検出結果に対するＤＵＴＹ制御を補正することが可能となる。   In addition, as described above, the downstream pressure sensor 72 is also provided on the suction side of the electric pump 60. In this case, it is possible to correct the DUTY control for the detection result of the upstream pressure sensor 71 using the detection result of the downstream pressure sensor 72.

以下、制御部８０のＤＵＴＹ制御について、図２を用いて説明する。図２では、縦軸が電動ポンプ６０の吐出側の圧力とし、横軸を電動ポンプ６０の吐出側の冷媒の流量としている。ここで、理解を容易にするために、循環流路１０、第１分岐流路２１、第２分岐流路２２の夫々は、同じ流路面積であるとする。   Hereinafter, the DUTY control of the control unit 80 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the vertical axis represents the pressure on the discharge side of the electric pump 60, and the horizontal axis represents the refrigerant flow rate on the discharge side of the electric pump 60. Here, in order to facilitate understanding, it is assumed that each of the circulation channel 10, the first branch channel 21, and the second branch channel 22 has the same channel area.

また、図２においてＡを付した線は、第１バルブ５１及び第２バルブ５２の双方が閉弁状態とされた場合の圧力と流量との関係を示す特性である。図２においてＢを付した線は、第１バルブ５１及び第２バルブ５２の一方が閉弁状態とされた場合の圧力と流量との関係を示す特性である。図２においてＣを付した線は、第１バルブ５１及び第２バルブ５２の双方が開弁状態とされた場合の圧力と流量との関係を示す特性である。   Also, the line with A in FIG. 2 is a characteristic showing the relationship between the pressure and the flow rate when both the first valve 51 and the second valve 52 are closed. A line with B in FIG. 2 is a characteristic showing a relationship between pressure and flow rate when one of the first valve 51 and the second valve 52 is closed. A line with C in FIG. 2 is a characteristic showing the relationship between the pressure and the flow rate when both the first valve 51 and the second valve 52 are opened.

また、図２においてＤ１を付した線は、電動ポンプ６０が所定のＤＵＴＹ：Ｄ１で駆動された場合の圧力と流量との関係を示す特性である。図２においてＤ２を付した線は、電動ポンプ６０がＤ１よりもＯＮ−ＤＵＴＹが短いＤＵＴＹ：Ｄ２で駆動された場合の圧力と流量との関係を示す特性である。図２においてＤ３を付した線は、電動ポンプ６０がＤ２よりもＯＮ−ＤＵＴＹが短いＤＵＴＹ：Ｄ３で駆動された場合の圧力と流量との関係を示す特性である。ここでは、Ｄ１はＤＵＴＹ：１００％、Ｄ２はＤＵＴＹ：８０％、Ｄ３はＤＵＴＹ：５０％とする。   Further, the line with D1 in FIG. 2 is a characteristic showing the relationship between the pressure and the flow rate when the electric pump 60 is driven at a predetermined DUTY: D1. The line with D2 in FIG. 2 is a characteristic showing the relationship between the pressure and the flow rate when the electric pump 60 is driven by DUTY: D2 whose ON-DUTY is shorter than D1. The line with D3 in FIG. 2 is a characteristic showing the relationship between the pressure and the flow rate when the electric pump 60 is driven with DUTY: D3 having a shorter ON-DUTY than D2. Here, D1 is DUTY: 100%, D2 is DUTY: 80%, and D3 is DUTY: 50%.

例えば、ハイブリッド車両の始動時に、第１熱交換ユニット１には冷媒の流量がＬ１だけ必要であるとする。この場合の電動ポンプ６０の吐出側の圧力がＰ１であるとする。係る場合、第１バルブ５１及び第２バルブ５２の双方が閉弁状態の場合には、電動ポンプ６０をＤＵＴＹ：Ｄ１で駆動すると、ａを付した位置で駆動されるので、流量Ｌ１よりもかなり多くの冷媒が供給され、電動ポンプ６０の吐出側の圧力もＰ１よりも高くなる。一方、電動ポンプ６０をＤＵＴＹ：Ｄ２で駆動した場合でも、ｂを付した位置で駆動されるので、流量Ｌ１よりもかなり多くの冷媒が供給され、電動ポンプ６０の吐出側の圧力もＰ１よりも高くなる。このため、無駄なエネルギー消費が多くなる。したがって、制御部８０は、電動ポンプ６０の吐出側の圧力がＰ１になるように、ＤＵＴＹ：Ｄ３で駆動する。これにより、ｃの位置で駆動することができるので、無駄なエネルギー消費を低減できる。   For example, when the hybrid vehicle is started, the first heat exchange unit 1 needs to have a refrigerant flow rate of L1. It is assumed that the pressure on the discharge side of the electric pump 60 in this case is P1. In such a case, when both the first valve 51 and the second valve 52 are closed, when the electric pump 60 is driven at DUTY: D1, the electric pump 60 is driven at the position indicated by a, which is considerably higher than the flow rate L1. A lot of refrigerant is supplied, and the pressure on the discharge side of the electric pump 60 is also higher than P1. On the other hand, even when the electric pump 60 is driven at DUTY: D2, it is driven at the position indicated by b, so that a considerably larger amount of refrigerant is supplied than the flow rate L1, and the pressure on the discharge side of the electric pump 60 is also higher than P1. Get higher. For this reason, useless energy consumption increases. Therefore, the controller 80 is driven at DUTY: D3 so that the pressure on the discharge side of the electric pump 60 becomes P1. Thereby, since it can drive in the position of c, useless energy consumption can be reduced.

その後、第１バルブ５１及び第２バルブ５２の一方が開弁状態とされ、電動ポンプ６０をＤＵＴＹ：Ｄ３で駆動を継続すると、電動ポンプ６０はｄを付した位置で駆動されるので、第１熱交換ユニット１及び上記開弁状態とされた第１バルブ５１及び第２バルブ５２の一方に備えられる第２熱交換ユニット２Ａ及び第３熱交換ユニット２Ｂの一方に供給される冷媒の流量が不足し、電動ポンプ６０の吐出側の圧力がＰ１よりも低くなる。したがって、制御部８０は、電動ポンプ６０の吐出側の圧力がＰ１になるように、ＤＵＴＹ：Ｄ２で駆動する。係る場合には、電動ポンプ６０の吐出側の冷媒の流量はＬ２（Ｌ１の２倍）となる。これにより、ｅの位置で駆動される。   After that, when one of the first valve 51 and the second valve 52 is opened, and the electric pump 60 is continuously driven at DUTY: D3, the electric pump 60 is driven at a position indicated by d. Insufficient flow rate of refrigerant supplied to one of the second heat exchange unit 2A and the third heat exchange unit 2B provided in one of the heat exchange unit 1 and the first valve 51 and the second valve 52 in the opened state. The pressure on the discharge side of the electric pump 60 becomes lower than P1. Therefore, the controller 80 is driven with DUTY: D2 so that the pressure on the discharge side of the electric pump 60 becomes P1. In such a case, the flow rate of the refrigerant on the discharge side of the electric pump 60 is L2 (twice L1). Thereby, it drives at the position of e.

更に、第１バルブ５１及び第２バルブ５２の双方が開弁状態とされ、電動ポンプ６０をＤＵＴＹ：Ｄ２で駆動を継続すると、電動ポンプ６０はｆを付した位置で駆動されるので、第１熱交換ユニット１、第２熱交換ユニット２Ａ、及び第３熱交換ユニット２Ｂに供給される冷媒の流量が不足し、電動ポンプ６０の吐出側の圧力がＰ１よりも低くなる。したがって、制御部８０は、電動ポンプ６０の吐出側の圧力がＰ１になるように、ＤＵＴＹ：Ｄ１で電動ポンプ６０を駆動する。係る場合には、電動ポンプ６０の吐出側の冷媒の流量はＬ３（Ｌ１の３倍）となる。これにより、ｇの位置で駆動される。したがって、第１熱交換ユニット１、第２熱交換ユニット２Ａ、及び第３熱交換ユニット２Ｂの夫々の冷媒を必要量の冷媒を供給することが可能となる。   Further, when both the first valve 51 and the second valve 52 are opened, and the electric pump 60 is continuously driven at DUTY: D2, the electric pump 60 is driven at the position indicated by f. The flow rate of the refrigerant supplied to the heat exchange unit 1, the second heat exchange unit 2A, and the third heat exchange unit 2B becomes insufficient, and the pressure on the discharge side of the electric pump 60 becomes lower than P1. Therefore, the control unit 80 drives the electric pump 60 with DUTY: D1 so that the pressure on the discharge side of the electric pump 60 becomes P1. In such a case, the flow rate of the refrigerant on the discharge side of the electric pump 60 is L3 (3 times L1). Thereby, it drives at the position of g. Therefore, it becomes possible to supply a necessary amount of the respective refrigerants of the first heat exchange unit 1, the second heat exchange unit 2A, and the third heat exchange unit 2B.

ここで、循環流路１０の上流側及び下流側の少なくとも一方の圧力は、電動ポンプ６０を定速運転している場合には、分岐流路２０に設けられるバルブ５０の開度に応じて変化する。そこで、本冷却システム１００によれば、循環流路１０の上流側及び下流側の少なくとも一方の圧力を予め設定された所定値に維持するように電動ポンプが駆動されるので、分岐流路２０に設けられるバルブ５０の開度に拘らず、循環流路１０に流通する冷媒の流通量を一定に維持することができる。また、分岐流路２０に設けられるバルブ５０が開状態にされた場合でも、当該バルブ５０の開度に応じて分岐流路２０に冷媒を供給することもできる。したがって、電動ポンプ６０の無駄な仕事を無くすことができるので、効率良く熱交換ユニット１及びサブ熱交換ユニット２を冷却することが可能となる。すなわち、本冷却システム１００は、電動ポンプ６０の吐出側の圧力に基づき電動ポンプ６０の駆動をＤＵＴＹ制御するので、無駄なエネルギー消費を低減することが可能となる。   Here, the pressure of at least one of the upstream side and the downstream side of the circulation flow path 10 changes according to the opening degree of the valve 50 provided in the branch flow path 20 when the electric pump 60 is operated at a constant speed. To do. Therefore, according to the present cooling system 100, since the electric pump is driven so as to maintain the pressure on at least one of the upstream side and the downstream side of the circulation channel 10 at a predetermined value set in advance, Regardless of the opening degree of the valve 50 provided, the circulation amount of the refrigerant flowing through the circulation channel 10 can be kept constant. Further, even when the valve 50 provided in the branch flow path 20 is opened, the refrigerant can be supplied to the branch flow path 20 according to the opening degree of the valve 50. Therefore, useless work of the electric pump 60 can be eliminated, and the heat exchange unit 1 and the sub heat exchange unit 2 can be efficiently cooled. That is, since the cooling system 100 performs DUTY control of the driving of the electric pump 60 based on the pressure on the discharge side of the electric pump 60, it is possible to reduce wasteful energy consumption.

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、制御部８０は上流側圧力センサ７１の検出値を予め設定された所定値に維持するように電動ポンプ６０をＤＵＴＹ制御で駆動するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。制御部８０は、ＤＵＴＹ制御を行うにあたり、第１熱交換ユニット１の温度も用いて行うことも可能である。係る場合、第１熱交換ユニット１の温度は、第１熱交換ユニット１の温度を直接測定しても良いし、第１熱交換ユニット１から流出する冷媒の温度に基づき推定しても良い。このような温度を示す温度情報を用いて、制御部８０が制御すると好適である。すなわち、第１熱交換ユニット１の温度が高い場合には流量を多くなるように、予め設定された電動ポンプ６０の吐出側の圧力が高くなるように維持し、第１熱交換ユニット１の温度が低い場合には流量を少なくなるように、予め設定された電動ポンプ６０の吐出側の圧力が低くなるように維持する構成とすることも可能である。 [Other Embodiments]
In the above embodiment, the control unit 80 has been described as driving the electric pump 60 with DUTY control so as to maintain the detection value of the upstream pressure sensor 71 at a predetermined value set in advance. However, the scope of application of the present invention is not limited to this. The controller 80 can also perform the DUTY control using the temperature of the first heat exchange unit 1. In such a case, the temperature of the first heat exchange unit 1 may be directly measured from the temperature of the first heat exchange unit 1 or may be estimated based on the temperature of the refrigerant flowing out of the first heat exchange unit 1. It is preferable that the control unit 80 controls using temperature information indicating such temperature. That is, when the temperature of the first heat exchange unit 1 is high, the pressure on the discharge side of the electric pump 60 set in advance is maintained so as to increase the flow rate, and the temperature of the first heat exchange unit 1 is increased. It is also possible to adopt a configuration in which the preset pressure on the discharge side of the electric pump 60 is kept low so that the flow rate is reduced when the pressure is low.

上記実施形態では、分岐流路２０及びバルブ５０が、２組設けられるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。分岐流路２０及びバルブ５０を１組設けて構成することも可能であるし、３組以上設けて構成することも当然に可能である。更には、分岐流路２０が複数設ける場合には、少なくとも一つの分岐流路２０にバルブ５０を設けないように構成することも当然に可能である。   In the embodiment described above, two sets of the branch flow path 20 and the valve 50 are provided. However, the scope of application of the present invention is not limited to this. One set of the branch flow path 20 and the valve 50 can be provided, and it is naturally possible to provide three or more sets. Further, when a plurality of branch flow paths 20 are provided, it is naturally possible to configure not to provide the valve 50 in at least one branch flow path 20.

上記実施形態では、バルブ５０はリニア弁であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。バルブ５０を開閉弁で構成することも当然に可能である。   In the above embodiment, the valve 50 has been described as a linear valve. However, the scope of application of the present invention is not limited to this. Of course, the valve 50 may be formed of an on-off valve.

上記実施形態では、圧力センサ７０が上流側圧力センサ７１及び下流側圧力センサ７２を備えているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。上流側圧力センサ７１及び下流側圧力センサ７２の一方のみを備えて構成することも当然に可能である。   In the above embodiment, the pressure sensor 70 is described as including the upstream pressure sensor 71 and the downstream pressure sensor 72. However, the scope of application of the present invention is not limited to this. Of course, only one of the upstream pressure sensor 71 and the downstream pressure sensor 72 may be provided.

上記実施形態では、循環流路１０と、分岐流路２０（第１分岐流路２１及び第２分岐流路２２）とが、夫々同じ径で構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。循環流路１０及び分岐流路２０の夫々を異なる径で構成することも当然に可能である。   In the above-described embodiment, the circulation channel 10 and the branch channel 20 (the first branch channel 21 and the second branch channel 22) are described as having the same diameter. However, the scope of application of the present invention is not limited to this. Of course, each of the circulation flow path 10 and the branch flow path 20 may have a different diameter.

本発明は、複数の熱交換ユニットを冷却する冷却システムに用いることが可能である。   The present invention can be used in a cooling system that cools a plurality of heat exchange units.

１：第１熱交換ユニット（熱交換ユニット）
２：サブ熱交換ユニット
２Ａ：第２熱交換ユニット
２Ｂ：第３熱交換ユニット
１０：循環流路
２０：分岐流路
２１：第１分岐流路
２２：第２分岐流路
５０：バルブ
５１：第１バルブ
５２：第２バルブ
６０：電動ポンプ
７０：圧力センサ
７１：上流側圧力センサ
７２：下流側圧力センサ
８０：制御部
１００：冷却システム 1: 1st heat exchange unit (heat exchange unit)
2: Sub heat exchange unit 2A: Second heat exchange unit 2B: Third heat exchange unit 10: Circulation channel 20: Branch channel 21: First branch channel 22: Second branch channel 50: Valve 51: First 1 valve 52: second valve 60: electric pump 70: pressure sensor 71: upstream pressure sensor 72: downstream pressure sensor 80: control unit 100: cooling system

Claims (3)

熱交換ユニットに冷媒を循環させる循環流路と、
前記循環流路から分岐し、前記熱交換ユニットと並列に設けられるサブ熱交換ユニットに冷媒を流通させた後、前記循環流路に合流する分岐流路と、
前記分岐流路に設けられ、当該分岐流路に流通する前記冷媒の流量を設定するバルブと、
前記循環流路及び前記分岐流路に前記冷媒を供給する電動ポンプと、
前記循環流路の上流側及び下流側の少なくとも一方の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出値を予め設定された所定値に維持するように前記電動ポンプをＤＵＴＹ制御で駆動する制御部と、
を備える冷却システム。 A circulation flow path for circulating the refrigerant in the heat exchange unit;
A branch flow path that branches from the circulation flow path and flows into the sub heat exchange unit provided in parallel with the heat exchange unit, and then merges with the circulation flow path;
A valve that is provided in the branch flow path and sets a flow rate of the refrigerant flowing through the branch flow path;
An electric pump for supplying the refrigerant to the circulation channel and the branch channel;
A pressure sensor for detecting the pressure of at least one of the upstream side and the downstream side of the circulation channel;
A control unit for driving the electric pump by DUTY control so as to maintain a detection value of the pressure sensor at a predetermined value set in advance;
With cooling system. 前記制御部が、前記熱交換ユニットの温度も用いて前記ＤＵＴＹ制御を行う請求項１に記載の冷却システム。   The cooling system according to claim 1, wherein the control unit performs the DUTY control using the temperature of the heat exchange unit. 前記分岐流路及び前記バルブが、複数組設けられている請求項１又は２に記載の冷却システム。   The cooling system according to claim 1 or 2, wherein a plurality of sets of the branch flow paths and the valves are provided.
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